紫外光刻鏡頭設計 | SYNOPSYS 光學設計軟件第77課

一.光刻技術簡介


光刻是在集成電路制造過程中非常重要的步驟,是制造芯片的核心設備。

芯片的復雜細微三維結構就是通過光刻機把掩膜的圖形轉印到光刻膠上,再通過刻蝕工藝轉移到硅片上。


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二.光刻鏡頭的概述


  • 整個集成電路制造過程中,光刻的步驟需要重復幾十次。
  • 光刻技術水平限制了集成電路性能提升和關鍵尺寸的進一步減小。
  • 光刻工藝的核心是對準和曝光,都是通過光刻鏡頭實現的。


光刻鏡頭的功能原理和投影物鏡是相似的,但是設計難度和成像質量要求比普通投影物鏡高得多。紫外光刻鏡頭的作用是將投射光源產生的光場聚焦到光刻膠層上,并保持所需的分辨率和圖形質量。這些鏡頭通常使用紫外光源(波長通常在250至450納米之間),因為紫外光的短波長使得能夠獲得更高的分辨率。



紫外光刻鏡頭的主要特點包括:


1.高分辨率:紫外光的短波長使得光刻圖案可以獲得更高的分辨率,從而實現更小尺寸的芯片結構。

2.平面波前:紫外光刻鏡頭需要保持圖案的平面波前,以確保圖案的投影在整個芯片表面上都是均勻的。

3.大視場:紫外光刻鏡頭通常需要具有較大的視場,以便在單次曝光中覆蓋整個芯片區域。

4.低畸變:鏡頭設計需要盡可能減小像差和畸變,以確保投影的圖案保持形狀和精確度。


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三.透射式光刻物鏡:


SYNOPSYS 的 DSEARCH 功能可以直接從零開始搜索初始結構。

由于光刻物鏡的鏡片數非常多,可以通過搜索前后兩部分的結構,再通過拼接優化的方式進行設計。

這是光刻鏡頭的前半部分以及搜索的 DSEARCH 文件,輸入的參數包括物方系統定義、元件數、F數、總長、后焦、材料、邊界條件等。搜索這樣一個11片全新的鏡頭所需要的時間不到5分鐘。


宏文件和鏡頭文件

請評論區留言聯系工作人員獲取


得到十個初始結構從中選取一個作為初始結構進行后續優化



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光刻物鏡的后半段自動搜索


宏文件和鏡頭文件

請評論區留言聯系工作人員獲取



得到十個初始結構從中選取一個作為初始結構進行后續優化


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鏡頭拼接使用指令拼接鏡頭


鏡頭文件

請評論區留言聯系工作人員獲取


拼接鏡頭指令可從help手冊里查找格式


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可以在初始結構搜索自動生成的優化宏基礎上進行參數調整進行優化,添加一系列優化條件,控制像差,得到最后這樣的結果。


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點列圖


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MTF


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畸變


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